Elektrodda protonla əlaqəli elektron köçürmələrinin necə baş verdiyinə dair yeni anlayışlar tədqiqatçılara daha səmərəli yanacaq hüceyrələri və elektrolizatorlar hazırlamağa kömək edə bilər.

Bir elektrodun səthi ilə elektrolit arasında protonların hərəkətinin elektrik cərəyanını hərəkətə gətirdiyi əsas kimyəvi reaksiya yanacaq hüceyrələri və hidrogen qazı istehsal etmək üçün istifadə olunan elektrolizatorlar da daxil olmaqla bir çox enerji texnologiyasında mühüm addımdır.

MİT kimyaçıları ilk dəfə olaraq bu proton-qoşulmuş elektron köçürmələrinin elektrod səthində necə baş verdiyini ətraflı şəkildə təsvir etdilər. Onların nəticələri tədqiqatçılara daha səmərəli yanacaq elementləri, batareyalar və ya digər enerji texnologiyaları hazırlamağa kömək edə bilər.

Yogesh Surendranath deyir: “Bu məqalədəki irəliləyişimiz bu elektronların və protonların bir səth sahəsində necə birləşməsinin təbiətini öyrənmək və anlamaq idi ki, bu da enerjiyə çevrilmə cihazları və ya katalitik reaksiyalar kontekstində vacib olan katalitik reaksiyalar üçün aktualdır”. MIT-də kimya və kimya mühəndisliyi professoru və tədqiqatın baş müəllifi.

Tədqiqatçılar əldə etdikləri tapıntılar arasında elektrodu əhatə edən elektrolit məhlulunun pH-dakı dəyişikliklərin protonun hərəkət sürətinə və elektrod daxilində elektron axınına necə təsir etdiyini dəqiq izləyə bildilər.

MIT aspirantı Noah Lewis bu yaxınlarda Nature Chemistry jurnalında dərc olunan məqalənin aparıcı müəllifidir . Rayan Bisbey, keçmiş MIT postdok; Karl Westendorff, MIT aspirantı; və Yale Universitetinin tədqiqatçısı Alexander Soudackov da məqalənin müəllifləridir.

Protonların keçməsi

Protonla əlaqəli elektron köçürməsi, bir molekulun, çox vaxt su və ya turşunun , bir protonu başqa bir molekula və ya elektrod səthinə köçürdüyü zaman baş verir ki, bu da proton qəbuledicisini elektron almağa stimullaşdırır. Bu cür reaksiya bir çox enerji tətbiqləri üçün istifadə edilmişdir.

“Bu protonla əlaqəli elektron ötürmə reaksiyaları hər yerdə mövcuddur. Onlar tez-tez katalitik mexanizmlərdə əsas addımlardır və hidrogen istehsalı və ya yanacaq hüceyrəsi katalizi kimi enerji çevrilmə prosesləri üçün xüsusilə vacibdir “dedi Surendranath.

Hidrogen yaradan elektrolizatorda bu yanaşma sudan protonları çıxarmaq və hidrogen qazını yaratmaq üçün protonlara elektron əlavə etmək üçün istifadə olunur. Bir yanacaq hüceyrəsində protonlar və elektronlar hidrogen qazından çıxarılaraq su əmələ gətirmək üçün oksigenə əlavə edildikdə elektrik enerjisi yaranır.